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ともみいちぞの
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1 九州大学応用力学研究所所報第 127 号 (11-21) 2004 年 7 月 11 非定常風況拡散シミュレータ RIAM-COMPACT を用いた Intel Itanium2 プロセッサと AMD Opteron プロセッサの性能評価自動並列計算の有効性について内田孝紀 *, 大屋裕二 * (2004 年 7 月 31 日受理 ) Performance Evaluation of the Intel Itanium2 and the AMD Opteron by using the Unsteady Numerical Model RIAM-COMPACT About the validity of the parallel computing using the automatic parallelization option Takanori UCHIDA and Yuji OHYA of corresponding author: takanori@riam.kyushu-u.ac.jp Abstract We are developing the numerical model called the RIAM-COMPACT (Research Institute for Applied Mechanics, Kyushu University, Computational Prediction of Airflow over Complex Terrain). The object domain of this numerical model is from several m to several km, and can predict the airflow and the gas diffusion over complex terrain with high precision. Using the RIAM-COMPACT, the performance of two kinds of 64-bit microprocessors was evaluated under the same conditions. The of neutral airflow past a steep isolated-hill was made in the present study. The target computers were a SMP (Symmetric Multi-, 2 and 4CPU) based on the Intel Itanium2 processor and the AMP Opteron processor. The parallel computing using the automatic parallelization option was performed. The obtained elapsed time was compared with a 1PE of VPP5000 of FUJITSU which is a vector type computer. Consequently, it is shown that the SMP (2, 4CPU) based on the Intel Itanium2 processor and the AMP Opteron processor has about the same performance as a 1PE of VPP5000. Key words : RIAM-COMPACT, SMP, Intel Itanium2, AMP Opteron, Automatic Parallelization Option 1. 緒言日本国内の地勢は欧米とは著しく異なり, 平坦な地形は少なく, 多様性に富む複雑地形がほとんどである. こうした状況において, 風力タービン設置のための風況精査 ( 適地選定 ) や, 大型ウィンドファーム建設後の局所風況場のリアルタイムシミュレーション ( 日々の発電量予測 ) を高精度に実施するためには, 流れの衝突, 剥離, 再付着, 逆流などの風に対する地形効果を再現することが極めて重要である. 我々は数 ( 十 )km 以下の局所域スケールに的を絞り, RIAM-COMPACT(Research Institute for Applied Mechanics, Kyushu University, Computational Prediction of Airflow over Complex Terrain) と称する非定常風況拡散シミュレータを開発している 1-3). この数値モデルは,( 有限 ) 差分法に基づいたFortranプログラムである. 乱流モデルには, 非定常な流体シミュレーションが可能なLESを採用している. 既に,2 次元崖状地形, 2 次元尾根地形,3 次元孤立地形などの単純地形や, 鹿児島県野間岬などの複雑地形を対象にした風況場拡散場シミュレーションを行い, 風洞実験および野外観測の結果と比較してその有効性を確認している. 現在は,RIAM-COMPACTの計算時間を短縮するため,PCクラスタ,SMP 機,SMPクラスタによるスカラー並列計算を検討している 4-7) 4,. 前報 5) では,( スカラー並列計算機を構成する ) 種々の単体性能,4~8CPU 程度の小規模なスカラー並列計算機 (PCクラスタ,SMP 機,SMPクラスタ ) の演算性能を調査した. 複雑地形を構成する最も基本的な幾何形状である急峻な孤立峰を対象とし, これを過ぎる中立成層流を計算対象とした. 本報では, 最新の64ビットCPU 搭載のSMP 機に注目し, 自動並列化オプションを利用した並列計算の有効性を調査した. 2. 検討した 64 ビット CPU 搭載の SMP 機ここでは, 本研究で検討したスカラー型のハイパフォーマンスコンピュータのスペックを示す. 表 1には,IA-64のIntel Itanium2プロセッサに基づいたSMP 機を示す. 表 2には,AMD64のOpteronプロセッサに基づいたSMP 機を示す. また併せて, それぞれのチ * 九州大学応用力学研究所

2 12 内田大屋 : 非定常風況拡散シミュレータ RIAM-COMPACT を用いた Intel Itanium2 プロセッサと AMD Opteron プロセッサの性能評価 Codename DEERFILED MADISON Clock frequency 1.0GHz 1.4GHz 1.6GHz 1.5GHz FSB 400MHz Level 1 cache (On-die) 32KB (IC/DC) Level 2 cache (On-die) 256KB Level 3 cache (On-die) 1.5MB 1.5MB, 3.0MB, 4.0MB 3.0MB 6.0MB Memory Chipset Production process DDR200 (PC1600) SDRAM 4~16GB Intel E μm Fortran compiler Intel Fortran compiler v.7.1 Build Remark 2-way or 4-way 4-way Table.1 SMP based on the Intel Itanium2 processor (IA-64) Intel Itanium2 Intel Itanium2 Intel Itanium2 Intel Itanium2 400MHz FSB (Front Side Bus) 6.4GB/s (128bit/400MHz) 1.6GB/s E8870DH DMH (DDR Memory Hub) DDR200 (PC1600) 64bit/200MHz 82802AC FWH (FirmWare Hub) Intel E8870 SNC (Scalable Node Controller) North Bridge 1.6GB/s 6.4GB/s 1.6GB/s E8870DH DMH (DDR Memory Hub) E8870DH DMH (DDR Memory Hub) DDR200 (PC1600) 64bit/200MHz DDR200 (PC1600) 64bit/200MHz E8870SP SPS ( Port Switch) 3.2GB/s 2=6.4GB/s per Port 1.6GB/s E8870DH DMH (DDR Memory Hub) DDR200 (PC1600) 64bit/200MHz DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) Intel Hub Interface MB/s Intel 82801DB I/O Controller Hub (ICH4) E8870IO SIOH (Server Input/Output Hub) South Bridge ECC (Error Check and Correct) memory Flash memory Keyboard USB IDE Intel Hub Interface 2.0, 1GB/s 4 P64H2 P64H2 P64H2 P64H2 Intel 82870P2 64-bit PCI/PCI-X Controller Hub 2 (P64H2) Fig.1 Intel E8870 chipset

3 九州大学応用力学研究所所報第 127 号 2004 年 7 月 13 Codename SLEDGEHAMME R (MODEL 242) SLEDGEHAMME R (MODEL 244) SLEDGEHAMME R (MODEL 248) SLEDGEHAMME R (MODEL 848) Clock frequency 1.6GHz 1.8GHz 2.2GHz Level 1 cache (On-die) 64KB (IC/DC) Level 2 cache (On-die) 1.0MB Memory SDRAM 3~8GB DDR400 (PC3200) SDRAM 16GB (Model 848 only) Chipset AMD Production process 0.13μm Fortran compiler PGI compiler v Intel Fortran compiler v.7.1 PGI compiler v PGI compiler v Remark 2-way 2 4=8-way 2-way 4-way Table.2 SMP based on the AMD Opteron processor (AMD64) AMD Opteron 2 3.2GB/s (16bit) AMD Opteron 5.4GB/s 5.4GB/s Dual-Channel DDR SDRAM ECC (Error Check and Correct) memory 2 3.2GB/s DDR Memory Controller 2 3.2GB/s Dual-Channel DDR SDRAM ECC (Error Check and Correct) memory 5.4GB/s 5.4GB/s AMD Opteron 2 3.2GB/s (16bit) AMD Opteron PCI-X 1.0 (64bit/133MHz) GB/s (16bit) PCI-X 1.0 (64bit/66MHz) 2 AMD-8131 Gigabit Ethernet PCI-X Tunnel On-board Gigabit Ethernet North Bridge PCI 2.2 (32bit/33MHz) MB/s (8bit) AMD-8111 I/O Hub South Bridge Graphics accelerator ATI RageXL 8MB (On-board) (VGA, XGA, SXGA) Flash Memory LPC Bus Super I/O Fig.2 AMD chipset

4 14 内田大屋 : 非定常風況拡散シミュレータ RIAM-COMPACT を用いた Intel Itanium2 プロセッサと AMD Opteron プロセッサの性能評価ップセットを図 1と図 2に示す. 図 1に示すIntel E8870チップセットは, 基本的には1 プロセッサから最大 4プロセッサに対応したチップセットである. その中で中核を担うのがSNC( スケーラブルノードコントローラ ) である.SNCはItanium2プロセッサのシステムバス, ファームウエハハブへのインターフェイス, メモリバス, そしてスケーラビリティポートを備えている. つまり,IA-32プロセッサのチップセットで言うところのノースブリッジに相当するものである. メモリバスに関しては,4つのリンクを介してSNCとDMH(DDRメモリハブ) が接続され,DDR200メモリはDMHに実装される. メモリ帯域は最大で6.4GB/s(=1.6GB/s 4) となる. スケーラビリティポートはハブリンクに置き換わるものである. 図 2に示すAMD チップセットにおける最大の特徴は, 以下の2 点である.1つは, プロセッサ間とプロセッサから周辺 I/Oへの接続に高速かつ高性能な技術が使用されている点である.2つ目は, それぞれのプロセッサにメモリコントローラが内蔵され, メモリに直接アクセスできる点である. 一般的なマルチプロセッサのアーキテクチャでは, メモリは複数のプロセッサから同一のシステムバスとメモリコントローラハブを介して接続されている. この場合, 複数のプロセッサからメモリへのアクセスがあると, システムバスのバンド幅の使用をめぐるプロセッサの競合が発生し, 同時に, メモリコントローラハブを介するデータ転送により, メモリの読み出しの遅延 ( レイテンシ ) が生じる.Opteronプロセッサでは, プロセッサ毎にメモリコントローラが内蔵されているので, システム全体としてのメモリバンド幅はプロセッサの増加分に伴い拡張される. また,4CPU 構成で2CPU 実行の場合においても,HOP 数は増加するものの, 使用されていないCPUのメモリを使用することでき, システム全体としてのメモリバンド幅は不変であるという利点もある. (a) t=100 (b) t=105 (c) t=110 Fig.3 Velocity vectors in the central plane (y=0), Re=10 4 Outline of an isolated-hill (a) t= RIAM-COMPACT の計算対象ここでは,RIAM-COMPACTによる数値シミュレーションの概要について示す. 一般曲線座標系のコロケート格子に基づいたRIAM-COMPACTを用い, 急峻な孤立峰を過ぎる流れ場の数値シミュレーションを行う. 数値計算法などの詳細については, 文献 1) を参照して頂きたい. 速度ベクトル図によって視覚化した孤立峰周辺の流れパターンを図 3および図 4に示す. ここで, 速度ベクトルの色が赤い領域は, 最も流れが増速していることを意味する. 一方, 青い領域は最も流れが減速あるいは逆流していることを意味する. この図から, 孤立峰下流は複雑乱流場を呈していることが見て取れる. 計算パラメータなどの設定は以下に示す通りである. 孤立峰の主流方向に (b) t=105 (c) t=110 Fig.4 Velocity vectors near the ground, Re=10 4

5 九州大学応用力学研究所所報第 127 号 2004 年 7 月 15 x 軸を, 主流直交方向にy 軸を, 鉛直方向にz 軸を設定する. 計算領域はx,y,z 方向に40h 9h 10hの空間領域を有する. ここで,hは孤立峰高さである. 孤立峰は流入境界面から20h 下流のスパン中央地面上に設置する. その形状はコサイン関数 z(x, y)=0.5h {1+cos(π (x 2 +y 2 ) 1/2 /a)} で記述される. 地形形状パラメータはa=2h である. 格子点数は点 ( 約 220 万点 ) である. これに伴い使用するメモリサイズは約 660MBである. 速度の境界条件に関して, 流入境界面は一様流入条件, 側方境界面と上部境界面は滑り条件, 地面は粘着条件 ( 流入境界面から17hまでは滑り条件 ), 流出境界面は対流型流出条件とする. レイノルズ数は孤立峰高さhと一様流入風速 Uに基づいてRe(=Uh/ν)=10 4 である. 時間刻みはΔt= h/uである. 同一条件で経過時間 (=CPU 時間 +I/O 時間 ) を比較するため, 孤立峰周辺の流れ場が十分に発達した無次元時間 t=100の計算結果を入力データとし,t=100~110における計算(5,000ステップの時間積分 ) を各計算機で実施した. 本研究における全ての経過時間は, 他のユーザーのジョブが実行されていない状態で計測された値である. 4. 測定結果ここでは, 本研究で検討した 64 ビット CPU(Intel Itanium2プロセッサとAMD Opteronプロセッサ ) 搭載のスカラー型のハイパフォーマンスコンピュータ (SMP 機 ) の演算性能を示す. 各計算機の経過時間 (elapsed time) は, ベクトル型計算機 VPP5000( 富士通 ( 株 ), 最大浮動小数点演算性能 9.6GFLOPS, 主記憶容量 1.5GB, コンパイラ : Fujitsu UXP/V Fortran V20L20) の1PEの結果 ( ベクトル逐次計算 ) と比較した. すなわち, 各計算機の経過時間 VPP5000の1PEによるベクトル逐次計算の経過時間として表示した. 図 5には, 表 1に示すIA-64のIntel Itanium2プロセッサに基づいたSMP 機の結果を示す.Fortranコンパイラには,Intel Fortranコンパイラ (v.7.1, 64bit) を使用した. コンパイルコマンドや最適化オプションの詳細は, Appendixを参照して頂きたい. 全てのケースにおいて, Intel Fortranコンパイラの自動並列化オプションを利用した並列計算では, 良好な台数効果が得られた. 図中にMPI(Message Passing Interface) を利用した並列計算 (ch_p4) の結果も一部示しているが, それらと自動並列計算の結果を比較しても, 両ケースに有意な差異は見られない. よって,RIAM-COMPACTでは, 自動並列化オベクトル計算機 VPP5000 の 1PE との比較 ( 経過時間 ) 自動並列 2CPU, -unroll0 オプションをさらに付加した場合 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) 自動並列 2CPU 逐次計算, -unroll0 オプションをさらに付加した場合 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) 逐次計算 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 1.5MB) MPI-4CPU Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 1.5MB) MPI-2CPU Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 1.5MB) MPI-1CPU Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 1.5MB) 自動並列 2CPU Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 1.5MB) 逐次計算 Intel Itanium2 DP 1.0GHz/Deerfield (L3 1.5MB) 自動並列 2CPU Intel Itanium2 DP 1.0GHz/Deerfield (L3 1.5MB) 逐次計算 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) 自動並列 2CPU, 修正版 2 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) 逐次計算, 修正版 2 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) 自動並列 2CPU, 修正版 1 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) 逐次計算, 修正版 1 Fig.5 Results of the SMP based on the Intel Itanium2 processor (IA-64), Mesh : , Memory : 660MB

6 16 内田大屋 : 非定常風況拡散シミュレータ RIAM-COMPACT を用いた Intel Itanium2 プロセッサと AMD Opteron プロセッサの性能評価ベクトル計算機 VPP5000 の 1PE との比較 ( 経過時間 ) MPI-2CPU, ノードをまたいだ場合 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) MPI-2CPU Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) MPI-1CPU MPI-4CPU, -unroll0 オプションをさらに付加した場合 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) MPI-4CPU Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) MPI-4CPU, 修正版 Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 3.0MB) MPI-2CPU, 修正版 Fig.6 Results of the SMP based on the Intel Itanium2 processor (IA-64), Mesh : , Memory : 660MB ベクトル計算機 VPP5000 の 1PE との比較 ( 経過時間 ) Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 4.0MB) 自動並列 2CPU Intel Itanium2 DP 1.4GHz/Madison (L3 4.0MB) 逐次計算 Intel Itanium2 MP 1.5GHz/Madison (L3 6.0MB) 自動並列 4CPU Intel Itanium2 MP 1.5GHz/Madison (L3 6.0MB) 自動並列 2CPU Intel Itanium2 MP 1.5GHz/Madison (L3 6.0MB) 逐次計算 1.83 Intel Itanium2 MP 1.5GHz/Madison (L3 6.0MB) MPI-4CPU Intel Itanium2 MP 1.5GHz/Madison (L3 6.0MB) MPI-2CPU Intel Itanium2 MP 1.5GHz/Madison (L3 6.0MB) MPI-1CPU Intel Itanium2 DP 1.6GHz/Madison (L3 3.0MB) 自動並列 2CPU Intel Itanium2 DP 1.6GHz/Madison (L3 3.0MB) 逐次計算 Intel Itanium2 DP 1.6GHz/Madison (L3 3.0MB) 自動並列 2CPU, 修正版 Intel Itanium2 DP 1.6GHz/Madison (L3 3.0MB) 逐次計算, 修正版 Fig.7 Results of the SMP based on the Intel Itanium2 processor (IA-64), Mesh : , Memory : 660MB

7 九州大学応用力学研究所所報第 127 号 2004 年 7 月 17 ベクトル型計算機 VPP5000 の 1PE との比較 ( 経過時間 ) AMD Opteron DP 1.8GHz/SledgeHammer, DDR333 MPI-8CPU AMD Opteron DP 1.8GHz/SledgeHammer, DDR333 MPI-4CPU AMD Opteron DP 1.8GHz/SledgeHammer, DDR333 MPI-2CPU AMD Opteron DP 1.8GHz/SledgeHammer, DDR333 MPI-1CPU AMD Opteron DP 1.6GHz/SledgeHammer, DDR333 自動並列 2CPU AMD Opteron DP 1.6GHz/SledgeHammer, DDR333 逐次計算 AMD Opteron MP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR333 自動並列 4CPU, 修正版 AMD Opteron MP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR333 自動並列 2CPU, 修正版 AMD Opteron MP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR333 逐次計算, 修正版 AMD Opteron MP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR400 自動並列 4CPU AMD Opteron MP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR400 自動並列 2CPU AMD Opteron MP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR333 自動並列 4CPU AMD Opteron MP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR333 自動並列 2CPU AMD Opteron MP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR333 逐次計算 AMD Opteron DP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR333 自動並列 2CPU AMD Opteron DP 2.2GHz/SledgeHammer, DDR333 逐次計算 Fig.8 Results of the SMP based on the AMD Opteron processor (AMD64), Mesh : , Memory : 660MB プションを使用した並列計算は非常に有効であることが示された.VPP5000の1PEとの比較に注目すると, クロック速度とL3キャッシュメモリの増加に伴い, 演算速度は確実に向上している.2CPUを用いた自動並列計算では, 優れた台数効果によってVPP5000の1PEに対して 2.5 倍にまで迫る結果を得た.4CPUを用いた自動並列計算では, さらに2 倍弱にまで短縮されている. なお, Intel Fortranコンパイラのv で同様の計算を試みたが,v.7.1に比べて計算時間の遅延が見られた. これについては今後の課題であると言える. 図 6には, 表 2に示すAMD64のOpteronプロセッサに基づいたSMP 機の結果を示す.Fortranコンパイラには, Intel Fortranコンパイラ (v.7.1, 32bit) と,PGIコンパイラ (v.4.0-2, v.5.0-2, v.5.1-3, 32bit or 64bit) を使用した. ここで注目すべきは,PGIコンパイラ(v.5.1-3, 64bit) を使用したAMD Opteron MP(4CPU 構成 ) の自動並列計算の結果である. 上記のIntel Fortranコンパイラ (v.7.1, 64bit) を使用したIntel Itanium2 MP(4CPU 構成 ) の自動並列計算と同様, 良好な台数効果を示している. また, Intel Itanium2 MPとAMD Opteron MPはほぼ同程度の性能を有し,4CPUを用いた場合にはVPP5000の1PEに対して2 倍弱の計算時間を得た. コストパフォーマンス ( 価格対性能比 ) を比較すると,AMD OpteronプロセッサはIntel Itanium2プロセッサよりも優れていると言える. SDRAMメモリに関しては,DDR333からDDR400への変更で5% 程度の性能向上が見られた. 5. 結言狭域の実地形を対象にした非定常風況拡散シミュレータRIAM-COMPACTを用い, 最新の64ビット CPU(Intel Itanium2プロセッサとAMD Opteronプロセッサ ) 搭載のスカラー型ハイパフォーマンスコンピュータ (SMP 機 ) の演算性能を評価した. 特に,Fortranコンパイラの自動並列化オプションを利用した並列計算の有効性に注目した. 本研究で得られた主な結果は以下に示す通りである. 1) IA-64のIntel Itanium2 DP, MPに基づいたSMP 機では,Intel Fortranコンパイラ (v.7.1, 64bit) の自動並列化オプションを利用した並列計算を行い, 良好な台数効果が得られた. 特に4CPUを用いた場

8 18 内田大屋 : 非定常風況拡散シミュレータ RIAM-COMPACT を用いた Intel Itanium2 プロセッサと AMD Opteron プロセッサの性能評価合には,VPP5000の1PEに対して2 倍弱の計算時間を得た. 2) AMD64のOpteron MP(4CPU 構成 ) に基づいたSMP 機では,PGIコンパイラ(v.5.1-3, 64bit) の自動並列化オプションを利用した並列計算において, 良好な台数効果が得られた. その結果として,4CPUを用いた場合には,Intel Itanium2 MPと同様,VPP5000 の1PEに対して2 倍弱の計算時間を得た.Intel Itanium2 MPに基づいたSMP 機とコストパフォーマンス ( 価格対性能比 ) を比較すると,Opteronプロセッサは非常に優れていることが明らかになった. 3) Intel Itanium2プロセッサとAMD Opteronプロセッサともに,RIAM-COMPACTに対しては, 自動並列化オプションを利用した並列計算が非常に有効であることが示された. 特に4CPUを用いた自動並列計算では, 両機種ともにVPP5000の1PEとほぼ同程度の演算性能を有することが示された. 今後とも64ビットCPUの性能向上は期待され,Fortranコンパイラのバージョンアップと併せて自動並列計算はスカラー並列計算の有効な手法の一つとなっていくものと考えられる. 謝辞本研究を行うに際し,( 株 ) エッチアイティーとビジュアルテクノロジー ( 株 ) には多大な協力を頂いた. ここに記して感謝の意を表します. 参考文献 RIAM-COMPACTの開発風況精査とリアルタイムシミュレーション, 日本流体力学会誌ながれ, Vol.22,No.5,2003,pp ) 内田孝紀, 大屋裕二 : 風況シミュレータ RIAM-COMPACTによる拡散場シミュレーションその1. 不安定時の場合, 九州大学応用力学研究所所報, 第 126 号,2004,pp ) 内田孝紀, 大屋裕二 : 風況シミュレータ RIAM-COMPACTによる拡散場シミュレーションその2. 安定時の場合, 九州大学応用力学研究所所報, 第 126 号,2004,pp ) 内田孝紀, 大屋裕二 :PCクラスタを用いた風況予測シミュレータRIAM-COMPACTの開発その1. 種々の計算機におけるCPU 時間の比較, 九州大学応用力学研究所所報, 第 125 号,2003,pp ) 内田孝紀, 大屋裕二 :PCクラスタを用いた風況予測シミュレータRIAM-COMPACTの開発その2. スカラー並列計算機における経過時間の比較, 九州大学応用力学研究所所報, 第 126 号, 2004, pp.1-8 6) 内田孝紀, 大屋裕二 : 小規模なスカラー並列計算機を用いた風況シミュレータRIAM-COMPACTの実用化へ向けた開発, 九州大学情報基盤センター年報, 第 4 号,2004,pp ) 内田孝紀, 大屋裕二 : 風況シミュレータ RIAM-COMPACTによるインテルプロセッサ搭載ハイパフォーマンスコンピュータの性能評価, 九州大学情報基盤センター広報,Vo.4,No.1,2004, pp ) 内田孝紀, 大屋裕二 : 風況予測シミュレータ

9 九州大学応用力学研究所所報第 127 号 2004 年 7 月 19 Appendix ここでは, 本研究で使用したコンパイルコマンドや最適化オプションの一部を示す. Intel Itanium2 プロセッサの場合 Elapsed time Serial efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (5.78) - Auto-2CPU efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static -parallel (3.25) 1.78 Table.3 Result of the SMP based on the Intel Itanium2 DP, 1.0GHz/1.5MB L3, DDR200 SDRAM Elapsed time Serial efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (4.95) - Auto-2CPU efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static -parallel (2.80) 1.77 MPI-1CPU (1 1) mpif77 (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (4.76) - MPI-2CPU (2 1) mpif77 (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (2.96) 1.61 Table.4 Result of the SMP based on the Intel Itanium2 DP, 1.4GHz/1.5MB L3, DDR200 SDRAM Elapsed time Serial efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (4.76) - Auto-2CPU efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static -parallel (2.71) 1.76 Table.5 Result of the SMP based on the Intel Itanium2 DP, 1.4GHz/4.0MB L3, DDR200 SDRAM Elapsed time Serial efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (4.63) - Auto-2CPU efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static -parallel (2.64) 1.75 Table.6 Result of the SMP based on the Intel Itanium2 DP, 1.6GHz/3.0MB L3, DDR200 SDRAM Serial efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (4.37) - Auto-2CPU efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static -parallel (2.55) 1.72 Auto-4CPU efc (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static -parallel (1.82) 2.40 MPI-1CPU (1 1) mpif77 (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (4.27) - MPI-2CPU (2 1) mpif77 (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (2.34) 1.82 MPI-4CPU (2 2) mpif77 (IF v.7.1, 64bit) -tpp2 -O3 -static (1.60) 2.67 Table.7 Result of the SMP based on the Intel Itanium2 MP, 1.5GHz/6MB L3, DDR200 SDRAM Serial Auto-2CPU Auto-4CPU MPI-1CPU (1 1) MPI-2CPU (2 1) MPI-4CPU (2 2) Elapsed time (s) CPU time (s) I/O time (s) Table.8 Items of the elapsed time of the SMP based on the Intel Itanium2 MP, 1.5GHz/6MB L3, DDR200 SDRAM

10 20 内田大屋 : 非定常風況拡散シミュレータ RIAM-COMPACT を用いた Intel Itanium2 プロセッサと AMD Opteron プロセッサの性能評価 AMD Opteron プロセッサの場合 Serial pgf90 (PGI v.4.0-2, 32bit) -fast -Mcache_align -Mvect=sse -Bstatic (6.84) - -fast -Mcache_align -Mvect=sse -Bstatic Auto-2CPU pgf90 (PGI v.4.0-2, 32bit) (4.31) Mconcur Table.9 Result of the SMP based on the AMD Opteron DP, 1.6GHz/1MB L2, DDR333 SDRAM MPI-1CPU (1 1) MPI-2CPU (2 1) mpif90 (IF v.7.1, 32bit) -tpp7 -xw -axw -O3 -static (6.68) mpif90 (IF v.7.1, 32bit) -tpp7 -xw -axw -O3 -static (3.72) 1.79 Table.10 Result of the SMP based on the AMD Opteron DP, 1.8GHz/1MB L2, DDR333 SDRAM - Serial pgf90 (PGI v.5.0-2, 64bit) -fastsse -Bstatic (5.38) - Auto-2CPU pgf90 (PGI v.5.0-2, 64bit) -fastsse -Bstatic -Mconcur (4.34) 1.24 Serial Auto-2CPU Auto-4CPU Auto-2CPU Auto-4CPU Table.11 Result of SMP based on the AMD Opteron DP, 2.2GHz/1MB L2, DDR333 SDRAM pgf90 (PGI v.5.1-3, 64bit) pgf90 (PGI v.5.1-3, 64bit) pgf90 (PGI v.5.1-3, 64bit) -O2 -Munroll -Mnoframe -Mscalarsse -Mvect=sse -Mcache_align -Mflushz -O2 -Munroll -Mnoframe -Mscalarsse -Mvect=sse -Mcache_align -Mflushz -Mconcur -O2 -Munroll -Mnoframe -Mscalarsse -Mvect=sse -Mcache_align -Mflushz -Mconcur (5.17) (3.07) (1.83) 2.83 Table.12 Result of SMP based on the AMD Opteron MP, 2.2GHz/1MB L2, DDR333 SDRAM Serial Auto-2CPU Auto-4CPU CPU time (s) I/O time (s) Table.13 Items of the elapsed time of the SMP based on the AMD Opteron MP, 2.2GHz/1MB L2, DDR333 SDRAM pgf90 (PGI v.5.1-3, 64bit) pgf90 (PGI v.5.1-3, 64bit) -O2 -Munroll -Mnoframe -Mscalarsse -Mvect=sse -Mcache_align -Mflushz -Mconcur -O2 -Munroll -Mnoframe -Mscalarsse -Mvect=sse -Mcache_align -Mflushz -Mconcur (2.95) (1.74) - Table.14 Result of SMP based on the AMD Opteron MP, 2.2GHz/1MB L2, DDR400 SDRAM Auto-2CPU Auto-4CPU CPU time (s) I/O time (s) Table.15 Items of the elapsed time of the SMP based on the AMD Opteron MP, 2.2GHz/1MB L2, DDR400 SDRAM

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Microsoft Word - PCクラスタ-その2.doc 九州大学応用力学研究所所報第 126 号 (1-8) 2004 年 3 月 1 PC クラスタを用いた風況予測シミュレータ RIAM-COMPACT の開発その 2. スカラー並列計算機における経過時間の比較内田孝紀 *, 大屋裕二 * (2004 年 1 月 30 日受理 ) Development of the RIAM-COMPACT using a PC cluster Part.2 Comparison